Thực hiện chương trình chuyển đổi nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Chia sẻ: Cao Quốc Trí | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong khuôn khổ chương trình RRRFR, có tất cả 20 LPƯNC của 17 nước do Liên Xô cũ thiết kế và xây dựng thuộc vào đối tượng được hỗ trợ của Sáng kiến giảm thiểu đe doạ toàn cầu, đó là Belarus, Bulgaria, Trugn Quốc, CH Séc, Cộng hoà DCND Triều Tiên, Hy Lạp, Đức, Hungary, Kazakhstan, Latvia, Libya, Ba Lan, Serbia, Rumani, Ukraine, Uzbekistan và Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thực hiện chương trình chuyển đổi nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

NGHIÊN CỨU PHÁP QUY HẠT NHÂN THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỔI NHIÊN LIỆU LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT Nguyễn Nhị Điền Viện Nghiên cứu hạt nhân 1. Các thông tin chung này, Hoa Kỳ giúp chuyển đổi Return (RRRFR). Tuy nhiên, nhiên liệu của các LPƯNC do trước đó, tháng 5/1999, đã có Từ năm 1978, Bộ Năng Hoa Kỳ xây dựng ở nước ngoài cuộc họp kỹ thuật đầu tiên về lượng Hoa Kỳ (US.DOE) đã từ nhiên liệu HEU sang LEU vấn đề này do IAEA tổ chức khởi xướng chương trình giảm và nhận lại nhiên liệu đã sử tại Phòng thí nghiệm quốc gia độ giàu nhiên liệu cho lò dụng từ các LPƯNC do Hoa Argonne của Hoa Kỳ. Tại cuộc phản ứng nghiên cứu và lò thử Kỳ xây dựng tại các nước. Dự họp này, các nước có LPƯNC nghiệm với tên gọi là RERTR kiến chương trình FRRSNF do Nga thiết kế và xây dựng (Reduced Enrichment for kéo dài 10 năm, tức là chỉ đã dự thảo bức thư gửi Chính Research and Test Reactors). nhận các bó nhiên liệu lấy ra phủ LB Nga đề nghị thực hiện Mục tiêu của chương trình là khỏi vùng hoạt của LPƯ trước ý tưởng nêu trên với sự hỗ trợ nhằm ngăn chặn phổ biến vũ tháng 5/2006, và chuyển trả về kinh phí của Hoa Kỳ, còn khí hạt nhân bằng cách giảm về Hoa Kỳ trước tháng 5/2009. IAEA vừa hỗ trợ kinh phí, vừa thiểu, tiến tới loại bỏ việc sử Tuy nhiên, thực tế đã không quản lý quá trình thực hiện dụng uranium có độ giàu cao thực hiện đúng kế hoạch nên các dự án. trong các ứng dụng hạt nhân chương trình đã gia hạn thêm Tháng 5/2004, Hoa Kỳ dân sự trên toàn thế giới. 10 năm, tức là phải lấy nhiên đưa ra sáng kiến mới gọi là Nhiệm vụ chính của chương liệu ra khỏi vùng hoạt LPƯ Sáng kiến giảm thiểu đe doạ trình là phát triển công nghệ trước 5/2016 và chuyển trả về toàn cầu GTRI (Global Threat chế tạo nhiên liệu hạt nhân Hoa Kỳ trước 5/2019. Reduction Initiative). Dự kiến nhằm sử dụng loại nhiên Liên quan đến các LPƯNC có 106 LPƯNC trên thế giới liệu uran độ giàu thấp (LEU - do Liên bang Nga thiết kế và cần chuyển đổi và sẽ hoàn Low Enriched Uranium) thay xây dựng, tháng 12/1999, Hoa thành vào năm 2014. Như cho nhiên liệu uran độ giàu Kỳ, Liên bang Nga và IAEA đã vậy, có 3 chương trình hỗ trợ cao (HEU - Highly Enriched thoả thuận chương trình hợp cho Sáng kiến giảm thiểu đe Uranium) trong các lò phản tác 3 bên về việc: (1) chuyển dọa toàn cầu GTRI là: RERTR, ứng nghiên cứu (LPƯNC) và lò đổi nhiên liệu của các LPƯNC FRRSNF và RRRFR. thử nghiệm đã xây dựng trên trên thế giới do LB Nga (Liên Trong khuôn khổ chương thế giới. Xô cũ trước đây) xây dựng và trình RRRFR, có tất cả 20 Tháng 5/1996, Hoa Kỳ sử dụng nhiên liệu HEU sang LPƯNC của 17 nước do Liên khởi xướng chương trình nhiên liệu LEU và (2) chuyển Xô cũ thiết kế và xây dựng FRRSNF (US Foreign Research trả nhiên liệu HEU trở lại LB thuộc vào đối tượng được hỗ Reactor Spent Nuclear Fuel). Nga. Tên của chương trình là trợ của Sáng kiến giảm thiểu Trong khuôn khổ chương trình Russian Research Reactor Fuel đe doạ toàn cầu, đó là Belarus, Taäp san THOÂNG TIN Soá 1 naêm 2013 41 PHAÙP QUY HAÏT NHAÂN
NGHIÊN CỨU PHÁP QUY HẠT NHÂN Bulgaria, Trugn Quốc, CH suất gấp 2 lần và hoạt động 2 giai đoạn chính như sau: Séc, Cộng hoà DCND Triều trở lại từ ngày 20/3/1984. Về Giai đoạn 1: Chuyển đổi Tiên, Hy Lạp, Đức, Hungary, nhiên liệu, năm 1983, IAEA nhiên liệu độ giàu cao chưa sử Kazakhstan, Latvia, Libya, Ba đã tài trợ kinh phí để Liên Xô dụng (2005-2007) Lan, Serbia, Rumani, Ukraine, cũ cung cấp 140 bó nhiên liệu Đến tháng 9/2007, sau hơn Uzbekistan và Việt Nam. uran được làm giàu cao (36% 23 năm hoạt động, LPƯNC Đà Để khởi động chương trình U235) loại WWR-M2 chuẩn. Lạt đã có 5 lần tái nạp nhiên RRRFR, năm 2000, Tổng Năm 1990, IAEA tiếp tục tài liệu vùng hoạt, có 106 bó Gíam đốc IAEA đã gửi thư trợ kinh phí để Việt Nam mua nhiên liệu HEU chuẩn và 01 tới 15 nước hỏi về nhu cầu và thêm 2 bó nhiên liệu HEU bó nhiên liệu HEU có gắn cặp nguyện vọng của mình trong loại WWR-M2 có gắn 9 cặp nhiệt điện đã được sử dụng. việc chuyển trả các bó nhiên nhiệt điện để đo nhiệt độ bề Như vậy, nhiệm vụ của giai liệu HEU đã qua sử dụng trở mặt. Như vậy, tổng cộng Viện đoạn 1 gồm: (1) Tiếp nhận lại LB Nga; 14 nước đã trả lời Nghiên cứu hạt nhân (NCHN) 36 bó nhiên liệu LEU chuẩn đồng ý với đề nghị của IAEA, đã tiếp nhận 142 bó nhiên từ LB Nga; (2) Thực hiện tái trong đó có Việt Nam, riêng liệu độ giàu cao (HEU) từ Liên nạp nhiên liệu lần thứ 6 bằng Cộng hoà DCND Triều Tiên Xô cũ. việc lấy ra khỏi vùng hoạt 8 không trả lời. Để chính thức khởi động bó nhiên liệu HEU và nạp Tháng 5/2004, một Thoả chương trình chuyển đổi nhiên vào vùng hoạt 6 bó nhiên liệu thuận giữa hai Chính phủ Hoa liệu cho LPƯNC Đà Lạt, tháng LEU, khởi động lò phản ứng Kỳ và LB Nga về hợp tác để 12/2003, Bộ Năng lượng Hoa với vùng hoạt pha trộn gồm chuyển trả các bó nhiên liệu Kỳ đã cử đoàn công tác đầu 98 bó nhiên liệu HEU và 6 bó do Nga sản xuất trở về LB tiên phối hợp với Đại sứ quán nhiên liệu LEU; (3) Chuyển trả Nga đã được ký kết. Đó là cơ Hoa Kỳ tại Hà Nội đến gặp 34 bó nhiên liệu HEU chuẩn sở pháp lý cho Chương trình Lãnh đạo Bộ KH&CN để trao và 01 bó nhiên liệu HEU gắn RRRFR khởi động chính thức. đổi và đề nghị Việt Nam tham cặp nhiệt điện chưa sử dụng gia chương trình RRRFR. về lại LB Nga. 2. Chuyển đổi nhiên Tháng 2/2004, đoàn chuyên Ngày 15/9/2007, cả 3 nội liệu cho Lò phản ứng gia kỹ thuật của Phòng thí dung trên đã được thực hiện, nghiên cứu Đà Lạt nghiệm quốc gia Argonne đã 35 bó nhiên liệu HEU chưa đến Viện NCHN để trao đổi, sử dụng (tổng cộng 3869,3 g Lò phản ứng nghiên cứu Đà thống nhất giải pháp kỹ thuật uranium, trong đó có 1418,05 Lạt nguyên thuỷ là lò TRIGA chuyển đổi một phần vùng g U-235) đã được chuyển Mark II công suất 250 kW, do hoạt, lấy thông tin về nhiên trả về LB Nga an toàn với sự hãng General Atomic (Hoa liệu và cấu trúc vùng hoạt của tham gia hiệu quả của các Kỳ) thiết kế, chế tạo, sử dụng LPƯ để tính toán các phương Bộ, ngành trong nước và hợp nhiên liệu độ giàu thấp, đưa án chuyển đổi theo đề nghị tác chặt chẽ với các cơ quan vào hoạt động từ tháng 3/1963 của phía Việt Nam. Trên cơ liên quan của IAEA, Hoa Kỳ và ngừng hoạt động từ đầu năm sở kinh nghiệm của các nước và Liên bang Nga. Từ tháng 1968. Tháng 3/1975, toàn bộ và yêu cầu thực tế của Việt 9/2007, LPƯHN Đà Lạt đã nhiên liệu của lò TRIGA trước Nam là không làm gián đoạn được vận hành với cấu hình đây đã được tháo dỡ và đưa kế hoạch vận hành lò, phương vùng hoạt pha trộn theo hình trả về Hoa Kỳ. Với sự giúp đỡ án chuyển đổi nhiên liệu của thức nạp thử nghiệm dần của Liên Xô, LPƯNC Đà Lạt LPƯNC Đà Lạt được chia làm với cấu hình lúc đầu là 98 đã được cải tạo, tăng công Taäp san THOÂNG TIN 42 Soá 1 naêm 2013 PHAÙP QUY HAÏT NHAÂN
NGHIÊN CỨU PHÁP QUY HẠT NHÂN bó nhiên liệu HEU và 6 bó Nga vào cuối tháng 12/2010. kết quả tính toán, với lượng nhiên liệu LEU, sau đó, từ Như vậy tổng cộng có 102 uranium là 15964,12 g trong tháng 7/2009 với cấu hình 92 bó nhiên liệu LEU đang được đó có 3156,04 g U-235. Sau bó nhiên liệu HEU và 12 bó Viện NCHN Đà Lạt quản lý khi hoàn thành việc nạp tới nhiên liệu LEU. Qua thực tế và sử dụng. hạn, công việc nạp thêm các vận hành lò đến tháng 8/2011 Được sự giúp đỡ của các bó nhiên liệu vào lò để có cho thấy LPƯNC Đà Lạt hoạt chuyên gia Phòng thí nghiệm vùng hoạt làm việc đã được động an toàn, tiếp tục được Argonne, Viện NCHN đã thực thực hiện từ ngày 6/12/2011 khai thác hiệu quả; chứng tỏ hiện tính toán thiết kế vùng đến ngày 14/12/2011. các bó nhiên liệu LEU là đáp hoạt, phân tích an toàn và tiến Cấu hình vùng hoạt làm ứng tốt và có thể thay thế toàn hành khởi động lại lò phản ứng việc hiện tại của LPƯNC Đà bộ vùng hoạt của LPƯ bằng với vùng hoạt chỉ dùng nhiên Lạt gồm 92 BNL LEU (trong nhiên liệu LEU. liệu LEU. Theo tính toán thiết đó có 80 BNL mới và 12 BNL Giai đoạn 2: Chuyển trả kế, cấu hình làm việc với 92 đã cháy một phần, độ cháy từ nhiên liệu độ giàu cao đã qua bó nhiên liệu LEU, bẫy nơtron khoảng 1,5 đến 3,5 %) và bẫy sử dụng (2008-2013) và thanh chèn berylli ở trung nơtron ở trung tâm. Tổng khối Sau khi thực hiện thành tâm đã được lựa chọn. Trong lượng U-235 nạp vào vùng công Giai đoạn 1, chuyển trả các ngày 16-22/8/2011, tất hoạt làm việc là 4246,26 g. các bó nhiên liệu HEU chưa cả các bó nhiên liệu HEU và Dự trữ dập lò (hay độ sâu dưới sử dụng và vận hành lò với LEU của vùng hoạt hỗn hợp tới hạn khi các thanh an toàn vùng hoạt hỗn hợp, tháng được lấy ra khỏi vùng hoạt, nằm ngoài vùng hoạt) là 2,5 $ 7/2008, đoàn chuyên gia kỹ đưa lên tầng trung gian trong (khoảng 2% ∆k/k) hoàn toàn thuật của Phòng thí nghiệm bể lò, và trong các ngày 18- thỏa mãn điều kiện lớn hơn Argonne sang Việt Nam để 26/10/2011 đã di chuyển toàn 1% đối với LPƯ Đà Lạt. Với thảo luận kế hoạch chuyển bộ 106 bó nhiên liệu HEU từ cấu hình này dự trữ độ phản đổi toàn bộ vùng hoạt sang bể lò sang cất giữ ở bể chứa ứng là 9,5 $ đảm bảo cho lò nhiên liệu LEU và chuyển trả nhiên nhiệu đã qua sử dụng. vận hành trên 10 năm với mức các bó nhiên liệu HEU đã qua Công việc khởi động vật lý và độ khai thác như hiện nay. sử dụng về LB Nga. khởi động năng lượng đã được thực hiện từ ngày 24/11/2011 Trên cơ sở đề nghị của Bộ đến ngày 13/01/2012, tuân KH&CN, văn bản số 2012/ theo một chương trình làm TTg-KGVX ngày 21/10/2009 việc chặt chẽ được chuẩn bị của Thủ tướng Chính phủ cho trước và được phê duyệt. Vào phép thực hiện dự án chuyển lúc 15h35 ngày 30/11/2011, đổi nhiên liệu Giai đoạn 2 với Lò phản ứng đã đạt trạng thái 2 nội dung chính sau: tới hạn với cấu hình vùng hoạt 2.1. Thay thế toàn bộ 92 gồm 72 bó nhiên liệu (BNL) bó nhiên liệu HEU đang sử LEU, có bẫy nơtron và các dụng trong LPƯNC Đà Lạt thanh chèn berylli ở trung bằng các bó nhiên liệu LEU. tâm (xem Hình 1). Để thực hiện việc này, phía Cấu hình tới hạn 72 BNL Hoa Kỳ đã tài trợ kinh phí để LEU có bẫy nơtron ở trung Cấu hình vùng hoạt tới hạn với 72 BNL và thứ Việt Nam mua thêm 66 bó tâm là hoàn toàn phù hợp với tự nạp nhiên liệu vào vùng hoạt. nhiên liệu LEU từ Liên bang Taäp san THOÂNG TIN Soá 1 naêm 2013 43 PHAÙP QUY HAÏT NHAÂN
HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ QUAN PHÁP QUY 3. Đánh giá và kết luận các giới hạn về thuỷ nhiệt, độ Qua gần 10 năm thực hiện bất đồng đều về phân bố công dự án, LPƯHN Đà Lạt đã được suất, … tương tự hoặc tốt hơn chuyển đổi nhiên liệu theo vùng hoạt dùng nhiên liệu đúng kế hoạch của chương HEU trước đây. trình RRRFR là kết thúc trước - Về quản lý nhiên vật liệu năm 2014, lò đang được vận hạt nhân: tất cả các bó nhiên hành an toàn và khai thác liệu HEU đã được chuyển trả, có hiệu quả với nhiên liệu nghĩa là trong vòng 10 năm tới độ giàu thấp, tất cả 106 bó không còn nhiên liệu đã qua sử dụng trong bể chứa nhiên nhiên liệu HEU được chuyển liệu để quản lý và bảo quản; trả về nước cung cấp, 102 bó sẽ thuận lợi về mặt kỹ thuật và nhiên liệu nhiên LEU là đủ Tỷ số n0/n theo số BNL nạp vào tiết kiệm về mặt kinh tế trong vùng hoạt. để lò phản ứng vận hành đến việc quản lý và chuyển trả khoảng năm 2030. Từ thực tế nhiên liệu đã qua sử dụng sau Như vậy có thể nói rằng vùng thực hiện và kết quả đạt được, này vì các yêu cầu về an toàn hoạt làm việc hiện tại đáp ứng có thể rút ra một số kết luận về và an ninh trong việc quản lý cả yêu cầu về an toàn và khai dự án chuyển đổi nhiên liệu nhiên liệu LEU sẽ ở mức độ thác lò phản ứng (vừa đảm bảo cho LPƯHN Đà Lạt như sau: thấp hơn. đủ dự trữ dập lò, vừa có đủ dự - Về mặt kỹ thuật: thông - Về mặt đào tạo nhân trữ độ phản ứng cho vận hành lượng nơtron nhiệt tại các lực: Tham gia dự án chuyển và khai thác lò phản ứng). vị trí chiếu mẫu giảm không đổi nhiên liệu, các cán bộ 2.2. Sau khi lấy ra từ đáng kể, thậm chí có một vài chuyên môn được trực tiếp vùng hoạt LPƯ, tất cả 106 bó vị trí được cải thiện tốt hơn thực hiện việc tính toán thiết nhiên liệu HEU được lưu giữ nên hiệu quả về khai thác và kế, phân tích an toàn; có cơ tại bể chứa nhiên liệu bên sử dụng lò phản ứng không bị hội được tiếp cận, trao đổi cạnh thùng lò phản ứng để ảnh hưởng. với các chuyên gia có kinh làm nguội về phóng xạ. Sau 2 nghiệm về thiết kế LPƯNC - Về mặt an toàn hạt năm làm nguội, toàn bộ 106 trên thế giới. Vì vậy, đội nhân: đảm bảo các điều kiện bó nhiên liệu HEU đã qua sử ngũ cán bộ của Viện NCHN về dự trữ dập lò đủ lớn và trưởng thành, trình độ chuyên dụng (tổng cộng 11609,3 g cũng có đủ dự trữ độ phản ứng môn được nâng cao, có khả uranium, trong đó có 4256,1 cho vận hành và khai thác lò; g U-235), được đưa trở về Nga vào đầu tháng 7/2013. WWR-M2 WWR-M2 Thông số Như vậy, trong khuôn khổ HEU LEU của chương trình RRRFR, tổng Độ giàu của U-235, % 36 19.75 235 cộng có 15.478 kg uranium, Khối lượng U trong bó nhiên liệu, g 40.20 49.70 trong đó có 5.674 kg U-235 Loại nhiên liệu U-Al Alloy UO2+Al được chuyển từ Viện NCHN Mật độ Uranium của nhiên liệu, g/cm3 1.40 2.50 Đà Lạt về lại Liên bang Nga. Al alloy Vỏ bọc thanh nhiên liệu Al alloy (SAV1) Đặc trưng của 2 loại nhiên (SAV1) Độ dày thanh nhiên liệu (cả vỏ bọc), mm 2.50 2.50 liệu, độ giàu cao (HEU) và độ giàu thấp (LEU) được trình bày Độ dày phần nhiên liệu, mm 0.70 0.94 trong Bảng bên: Độ dày vỏ bọc, mm 0.90 0.78 Taäp san THOÂNG TIN 44 Soá 1 naêm 2013 PHAÙP QUY HAÏT NHAÂN